Gold Nanoparticles-Biohybrid Complexes for Enhanced Electron Transport Chain in Microbial and Organelle Systems
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 강태욱
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000082631
- UCI I804:11029-000000082631
- 본문언어 영어
- 저작권 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록(요약문)
미토콘드리아 기능 이상은 다양한 질환의 주요 원인으로 인식되고 있다. 이를 치료하기 위한 전략으로 건강한 미토콘드리아를 이식하는 방법이 연구되어 왔으나, 세포로부터 분리 이후 미토콘드리아 활성의 급격한 감소, 낮은 저장 안정성, 낮은 전달 효율, 그리고 병리적 환경에 대한 취약성 등의 한계가 여전히 존재한다. 본 연구에서 나는 비병원성 대장균의 막 간 공간 내에서 금 나노입자를 선택적으로 합성하고, 이를 리포좀으로 캡슐화하여 미토콘드리아 모사 복합체를 구축하는 새로운 바이오하이브리드 시스템을 제안한다. 또한, 금 나노입자를 미토콘드리아 전자전달계에 부착시켜 특정 미토콘드리아 기능을 향상시키고자 하였다. 나는 주사 전자 현미경, 다크필드 산란 현미경, 자외선–가시광선 분광법을 통해 비병원성 대장균의 막 간 공간 내에서 금 나노입자가 형성되었음을 확인하였다. 세포 전달 효율을 향상시키기 위해 양이온성 지질인 DOTAP과 융합성 지질인 DOPE를 사용하여 리포좀 복합체를 성공적으로 제작하였다. 미토콘드리아–금 나노입자 복합체는 금 나노입자를 미토콘드리아 표면에 정전기적 인력을 통해 부착함으로써 제조되었으며, 이를 섬유화가 유도된 세포에 처리했을 때 섬유화 관련 표지자의 발현이 효과적으로 억제됨을 확인하였다.
more초록(요약문)
Mitochondrial dysfunction has been recognized as the key cause of various diseases. Transplanting healthy mitochondria has been explored as a potential treatment, but this approach still faces limitations, such as the rapid loss of mitochondrial activity after isolation, poor storage stability, low delivery efficiency, and weak resistance to pathological conditions. Here, I propose a biohybrid complex in which gold nanoparticles are selectively synthesized within the intermembrane space of non-pathogenic E. coli and encapsulated in liposomes to construct a mitochondria-mimetic complex, while additional gold nanoparticles are conjugated onto the mitochondrial electron transport chain to enhance specific mitochondrial functions. I confirmed the formation of gold nanoparticles in the intermembrane space of non-pathogenic E. coli via scanning electron microscopy, dark-field scattering microscopy and UV-visible spectroscopy. Liposomal complexes are successfully constructed using cationic lipid DOTAP and fusogenic lipid DOPE to enhance cellular delivery efficiency. The mitochondria–gold nanoparticle complexes are fabricated by electrostatically attaching gold nanoparticles onto the mitochondria, which effectively suppresses the expression of fibrosis markers.
more목차
List of Figures 2
Abstract (Korean) 4
Abstract (English) 5
I. Introduction 6
II. Result & discussion
1. Gold nanoparticle growth in the intermembrane space of non-
pathogenic E. coli 9
2. Characterization of E. coli-gold nanoparticle hybrid and ATP analysis
12
3. Fabrication of liposome hybrid using fusogenic lipid 14
4. Characterization of liposome hybrid after extrusion to control the size
16
5. Conjugation of gold nanoparticles to mitochondria and its effect of
fibrosis suppression 18
III. Conclusion 21
IV. References 22
